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Progetto PM.P03
Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibile

Obiettivi

Il rilievo dell'Area Progettuale
L’adozione di strategie che pongono lo sviluppo sostenibile al centro della propria azione rappresenta un obiettivo stringente nel breve/medio termine di ogni pianificazione di sviluppo dei paesi industrializzati. La produzione di energia da risorse rinnovabili assume quindi un’importanza fondamentale e lega indissolubilmente il proprio destino con la ricerca di nuove strategie produttive che innovino prodotti e processi rispettando i vincoli imposti dallo sviluppo sostenibile. Il Dipartimento di Progettazione Molecolare ha ritenuto di fare propria questa missione assegnando un ruolo strategico al progetto PM.P03 per rispondere, attraverso la ricerca in chimica, ai bisogni di innovazione sostenibile del nostro paese in ogni settore del chemical manufacturing. Aree strategiche su cui aggregare risorse e capitale umano fanno riferimento all’innovazione di processo in termini di efficienza (anche energetica) e selettività, alla valorizzazione di feedstock rinnovabili per una chimica che sia realmente sostenibile, allo sviluppo di tecnologie innovative nel settore energetico basate sia sulle nuove tecnologie per l’utilizzazione dell’energia solare che sul superamento delle strettoie tecnologiche che ancora ostacolano la transizione verso un diffuso utilizzo dell’idrogeno come vettore energetico. Né vanno trascurate aree come la grande sfida imposta dall’emissioni antropiche di gas serra in atmosfera e del conseguente paventato riscaldamento globale. Questa sfida straordinaria non può essere vinta senza migliorare la nostra conoscenza della chimica del biossido di carbonio, migliorando le tecnologie Carbon Capture and Sequestration (CCS) e sviluppando compiutamente una chimica, ancora in embrione (C1-Chemistry), basata sull’impiego efficiente della CO2 come risorsa da affiancare alle biomasse per produrre prodotti chimici (bioraffineria) e nuove fonti energetiche (biocombustibili).

Gli obiettivi del Progetto
Lo sviluppo di nuove strategie applicate alla catalisi per la produzione di energia da risorse rinnovabili e di prodotti della chimica fine con processi selettivi, efficienti e a basso impatto ambientale rappresentano il focus del progetto. Tra gli obiettivi va ricordata la ricerca catalizzatori innovativi, anche enzimatici, che abbiano elevata efficienza e selettività e che siano duraturi e resistenti all’avvelenamento da prodotti secondari della reazione o resistenti a leaching e sinterizzazione che, disperdendo e degradando il catalizzatore, ne limitano drasticamente la durata e la possibilità di reimpiego. Prolungare la vita dei catalizzatori di interesse industriale o sostituirli con nuovi meno costosi e basati su metalli più comuni e facili da estrarre è una necessità per l’industria chimica che richiede sforzi enormi a livello di ricerca fondamentale. Saranno prioritarie lo studio di nuovi soluzioni tecnologiche per la produzione sostenibile e lo storage efficiente di idrogeno nonché lo sviluppo di nuove e più funzionali tecnologie CCS per la cattura della CO2, associate, se possibile, alla sua valorizzazione chimica (C1-chemistry). Sfide aperte riguarderanno la riduzione della CO2, la produzione sostenibile di idrogeno tramite processi microbici di digestione di biomasse o sviluppo di catalizzatori che producono idrogeno per splitting fotolitico dell’acqua, per reforming efficiente di materie prime seconde (bioetanolo, bioglicerolo etc.) e per fotoelettrolisi di soluzioni di (bio)alcoli o zuccheri. Resta altresì strategico per il CNR e per l’intero paese, lo sviluppo di un robusto comparto di ricerca pubblica, interfacciato col mondo produttivo, che operi nel settore della conversione chimica della biomassa in energia, biocombustibili e prodotti per la chimica fine. Queste attività, riconducibili al tema generale dello sviluppo della bioraffineria, già fanno parte del bagaglio scientifico del PM.P03 e verranno ulteriormente sviluppate in futuro.

 
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